浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略_王志杰
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该策略属于主动型能量控制 , 以汽车在给定的 驾驶循环工况下最小油耗为优化目标 , 根据串联式 混合动力的能量流动特点建立适当的数学模型 , 按 照时间顺序把整个循环工况下的功率与效率以一 定的时间间隔 (通常为 1ｓ)分成若干个时间片段 , 然后从最后一段状态开始逆向递推到初始段状态 为止 , 最后求出整个循环工况下发动机最优输出功 率序列 。
等效燃油消耗最小控制策略的主要思想是 :在 某一瞬时工况 , 将电机消耗的电量折算成发动机提 供相等能量所消耗的燃油和产生的排放 , 再加上制 动回收的能量与发动机实际的燃油消耗和排放组 成总的整车燃油消耗与排放模型 , 计算此模型的最
小值 , 并选在此工况下最小值所对应的点作为当前 发动机的工作点 。
基于规则的逻辑门限控制策略算法简单 , 易实 现 , 且具有很好的鲁棒性 , 但从理论上讲 , 动态的控 制策略不是最优的 , 它不考虑工况的动态变化 , 而 且一般只考虑燃油经济性而不考虑排放 。 另外 , 当 低于设定门限值时就要进行充电 , 没有考虑电池充 放电能量的损失 。 1.2.2.2 瞬 时优 化控制
摘 要 :依据混合动力电动汽车发展现状 , 介绍串联式 、并联式和混联式的混合动力电动汽 车的概况 , 探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略 。
关键词 :混合动力汽车 ;ＨＥＶ;控制策略 中图分类号 :ＴＫ 文献标识码 :Ａ 文章编号 :Ｋ124(2007)02 -0012 -06
图4 1.1.2 相应控制策略
串联式混合动力汽车控制策略按控制性质可 分为两大类 :一类是被动型能量控制 , 一类是主动 型能量控制 。
被动型能量控制是在保证电池和发动机工作 于最佳工作区范围的条件下被动地满足车辆功率 需求的一种控制模式 , 这种控制模式以提高能量流 动效率为其主要目的 。主动型能量控制就是在注 重提高汽车系统内部能量流动效率的同时 , 再根据 行车环境主动减小车辆功率需求 。 1.1.2.1 开 关型 控制
并联混合动力汽车采用发动机和电动机两套 独立的驱动系统 , 发动机和电动机通常通过不同的 离合器来驱动车轮 , 既可以采用发动机单独驱动 , 也可以采用电动机单独驱动 , 或者两者混合驱动等 3种驱动模式 。 1.2.1 工作模式及其能量流动
由于并联混合动力汽车有两套驱动系统 , 且不 同的驱动系统有不同的工作效率区间 , 这就使得汽 车在不同的行驶工况下 , 具有多种不同的工作模式 及其能量流动 。 1.2.1.1 纯 蓄电 池模式
2007年 4月 王志杰 :浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略
13
1.1.1.3 混 合驱 动模式 当车处于启动 、加速 、爬坡的工况时 , 发动机 -
发电机和蓄电池共同向电动机提供电能 。能量流 动图如图 3所示 。
图3 1.1.1.4 发动机 —蓄电池模式
当车处低速 、滑行 、减速的工况时 , 则由蓄电池 组驱动电动机 , 由发动机 -发电机组 向电池组充 电 。能量流动图如图 4所示 。
该策略属于被动型能量控制 , 特征是发动机开 机后即恒定地工作于效率最高点 , 为使蓄电池组工 作于充放电性能良好的工作区 , 预先设定了其充电 状态 ＳＯＣ(Ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ)的最大值 ＳＯＣｍａｘ与最 小值 ＳＯＣｍｉｎ。控制逻辑为 :
1)蓄电池 ＳＯＣＳＯＣｍｉｎ时 , 发动机进入设定的 工作点 (例如最低油耗或最低排放 )工作 , 输出功 率的一部分满足车辆行驶功率需求 , 另一部分向蓄 电池充电 。
2)蓄电池 ＳＯＣＳＯＣｍａｘ时 , 发动机退出设定工 作点 , 停机或减速时 , 由蓄电池单独向电动机供电
驱动汽车 。 这种控制策略的优点是发动机的燃烧充分 , 排
放低 。缺点是蓄电池充放电频繁 , 加上发动机开关 时的动态损耗 , 使得系统总体的损失功率变大 , 能 量转换效率趋低 , 因而有可能抵消由发动机运行时 工作效率最高所带来的好处 。 1.1.2.2 功率跟随型控制
本文就混合动力汽车工作模式 、能量流动和控 制策略作了初步的论述 , 使人们对混合动力汽车技 术有一定了解 。
1 混合动力汽车技术
1.1 串联式混合动力汽车 串联式混合动力电动汽车由发动机 、发电机和
电动机三大主要部件总成组成 。 发动机仅仅用于 发电 , 发电机所发出的电能供给 电动机 , 电动机驱 动汽车行驶 。发电机发出的部分电能向电池充电 , 来延长混合动力电动汽车的行驶里程 。 另外电池 还可以单独向电动机提供 电能驱动电动汽车 , 使 混合动力电动汽车在零污染状态下行驶 。 1.1.1 工作模式及其能量流动 1.1.1.1 纯蓄电池模式
该策略也属于被动型能量控制 , 在这种控制策 略中由发动机全程跟踪车辆功率需求 。 只有在蓄 电池的 ＳＯＣＳＯＣｍａｘ时且仅由 蓄电池提 供的功率 能满足车辆需求时 , 发动机才停机或减速运行 。
这种策略的优点是蓄电池容量被减小到最小 程度 , 因而蓄电池重量相对开关式策略来说减轻了 许多 , 从而在很大程度上减小了汽车行驶阻力 ;此 外由于蓄电池充放电次数减少而使得系统内部损 失减少 。缺点是发动机必须在从低到高的较大负 荷区内运行 , 使得发动机效率和排放不如开关型控 制策略 。 1.1.2.3 动态规划法能量优化
现在的控制策略基本上是基于转矩或功率的 控制 。 目前已经提出的控制策略主要 可以分为 4 类 :基于规则的逻辑门限控制策略 ;瞬时优化控制 策略 ;智能控制策略 ;全局最优控制策略 。 1.2.2.1 基 于规 则的逻 辑门 限控 制
这类控制策略的主要思想是 :根据发动机的静 态效率曲线图 , 通过控制选定的几个变量 , 如车功 率需求 、加速信号 、电池等等 , 并根据预先设定的规 则 , 判断并选择混合动力系统的工模式 , 使车辆运 行在高效区 , 提高汽车的燃油经济性 。
混合动力汽车 (Ｈｙｂｒｉｄ-ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｅｌ, 缩写 ＨＥＶ)是将电动机与辅助动力单元组 合在一辆汽 车上做驱动力 , 辅助动力单元实际上是一台小型燃 料发动机或动力发电机组 。 混合动力汽车结合了 传统和电动驱动系统的特点 , 即明显减少汽车排放 和降低油耗 , 又有大的行程 。
控制策略是混合动力汽车的核心 , 它根据驾驶 员意图和行驶工况 , 协调各部件间的能量流动合理 进行动力分配 , 优化车载能源 , 提高整车经济性 , 适 当降低排放 , 并在不牺牲整车性能的况下 , 实现两 者之间的折中优化 。
最佳加速子控制策略 , 根据行车路线数据 (整 个路线速度曲线 , 站点 位置 , 实际车速等 )帮助驾 驶员发出当前工况下的最佳加速踏板请求 。 最佳 减速制动控制子策略仅根据车辆停车信息确定停 车前的速度 , 以使再生制动能量回收增加 。这个策
14
福建信息技术教育 2007年第 2期
该方法只能用于特定的驾驶循环 , 即必须预先 精确知道车辆的需求功 率 , 因而不 能用于在线控 制 , 常用于离线优化 , 以帮助总结和提炼出能用于 在线控制的能量管理策略 。 1.1.2.4 路线适应性控制
该策略也属于主动型能量控制 , 是基于车加减 速频繁 , 路线固定 , 启动 、停车时间己知的特点 , 在 能量管理的基本控制策略 (开关型或功率跟随型 策略 )基础上增加两个控制子策略 :最佳加速子控 制策略和最佳减速制动控制子策略 。
福建信息技术教育
Leabharlann Baidu
12
ＦｕｊｉａｎＥｄｕｃａｔｉｏｎｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 2007年第 2期
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略＊
王志杰
(福建信息职业技术学院 , 福州 350003)
图7 1.2.1.4 发动机驱动 +发电模式
当蓄电池荷电状态 ＳＯＣ值较低时 , 发动机可 以驱动启动电机对电池组充电 , 汽车正常运行工况 下当发动机输出功率大于车辆需求功率时 , 发动机 也可以驱动以发电状态工作的电动机向蓄电池充 电 。 能量流动图如图 8所示 。
图8 1.2.1.5 回馈制动模式
图 5为并联式混合动力汽车纯电动机模式时 能量流动图 。在汽车起步时 , 利用电动机低速大扭 矩的特性使车辆起步 ;在车辆低速运行时 , 可以避 免发动机工作在低效率和高排放的工作范围 , 高效 并且动态特性好的电动机可以单独驱动汽车低速 运行 。
图6 1.2.1.3 混合驱动模式
汽车在加速和爬坡时 , 发动机和电动机同时工 作 , 由电动机提供辅助功率使车辆加速和爬坡 。能 量流动图如图 7所示 。
规则的逻辑门限控制策略是基于工程师的经 验及静态的能耗图来制定的 , 由于它不考虑工况的 动态变化 , 因此它不是 最优的 。 为了 克服这些缺 点 , 人们又提出了一种新的控制策略 ———瞬时优化 控制策略 , 也叫实时控制策略 。 目前提出来的瞬时 控制策略主要有 :等效燃油消耗最少和功率损失最 小两种 。虽然这两种方法的出发点不同 , 但其原理 是一样的 。
0 前言
近几十年来 , 世界各国汽车工业都一直面对能 源安全与环境保护两大挑战 , 为此 , 各国政府纷纷 制定相应的对策 , 力图开发新一代的清洁节能型汽 车 。从上世纪 90年代开始 , 全球各大汽公司首先 把目光投放到电动汽车研究上 , 但由于车用蓄电池 的能量密度低 、质量较大 , 使得纯电动汽车的续驶 里程短且成本较高 , 很难实现市场化 , 而混合动力 汽车的出现正好解决了这一难题 。
瞬时优化控制策略可以综合考虑燃油消耗和 排放 , 它通过一组权值来描述各自的重要性 , 用户 可以根据自己的要求来设定这组权值 , 从而在燃油 消耗和排放之间获得折中 。比如 , 在排放法规比较 严格的地区 , 可以适当地提高排放的权值比重 , 放 弃一点燃油经济性 ;注重燃油消耗 , 但排放法规比 较宽松的地区 , 则可以适当提高燃油消耗的权值比 重。
当混合动力汽车负荷小 (空载 )时 , 由电池驱 动电动机带动车轮转动 , 此时的能量流动如图 1所 示。
图1 1.1.1.2 纯发动机模式
载荷比较大时 , 则由发动机带动发电机发电驱 动电动机带动车轮转动 。 此时的能量流动如图 2 所示 。
图2
＊ 收 稿日期 :2007 -1 -16 作 者简介 :王志杰 (1969— ), 男 , 福建福州人 , 讲师 , 研究方向 :混合动力汽车 。
图9 1.2.1.6 停车充电模式
起步前或停车后 , 如果电池 ＳＯＣ很低 , 可以进 行停车充电 , 能量流动图如图 10所示 。
2007年 4月 王志杰 :浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略
15
图 10 1.2.2 相应控制策略
早期的控制策略 , 由于技术的限制大多是基于 速度的控制 , 但由于控制参数单一 , 动态特性差 , 没 有充分利用混合动力系统的优势 , 通常整车的燃油 经济性不是最优 , 而且没有考虑排放等缺点 , 目前 已不采用 。
车辆减速和制动时 , 可以利用电动机的反拖作 用 , 一方面使车辆减速 , 同时电动机以发电状态工 作 , 回收部分制动能量 , 实现再生制动 。 能量流动 图如图 9所示 。
图5 1.2.1.2 纯 发动 机模式
汽车在高速稳定行驶的工况下 , 发动机工作在 高效和低排放工作区域 , 或者汽车行驶在郊外等对 排放状况要求不高的地区 , 可以用发动机单独驱动 汽车 。 并联式混合动力汽车纯发动机机模式时能 量流动图如图 6所示 。
略特别适合城市公交车 。 1.1.2.5 负 荷预 测型控 制
这种控制策略是在基本控制策 略 (开关型或 功率跟随型策 略 )的基 础上添加一个车辆负荷预 测器 。 预测器根据车辆运行工况预测车辆需要的 驱动功率 , 从而决定采用哪一种工作模式 。
该策略最大的特征是提供了一种根据在线所 预测的驱动功率参与系统能 量管理 , 达到油耗最 低 、排放最低的目的 , 可操作性强 。但由于所预测 的驱动功率是由己耗功率推测得到的 , 与车辆功率 的即时需求值仍会有较大偏差 。 1.2 并联式混合动力汽车
等效燃油消耗最小控制策略的主要思想是 :在 某一瞬时工况 , 将电机消耗的电量折算成发动机提 供相等能量所消耗的燃油和产生的排放 , 再加上制 动回收的能量与发动机实际的燃油消耗和排放组 成总的整车燃油消耗与排放模型 , 计算此模型的最
小值 , 并选在此工况下最小值所对应的点作为当前 发动机的工作点 。
基于规则的逻辑门限控制策略算法简单 , 易实 现 , 且具有很好的鲁棒性 , 但从理论上讲 , 动态的控 制策略不是最优的 , 它不考虑工况的动态变化 , 而 且一般只考虑燃油经济性而不考虑排放 。 另外 , 当 低于设定门限值时就要进行充电 , 没有考虑电池充 放电能量的损失 。 1.2.2.2 瞬 时优 化控制
摘 要 :依据混合动力电动汽车发展现状 , 介绍串联式 、并联式和混联式的混合动力电动汽 车的概况 , 探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略 。
关键词 :混合动力汽车 ;ＨＥＶ;控制策略 中图分类号 :ＴＫ 文献标识码 :Ａ 文章编号 :Ｋ124(2007)02 -0012 -06
图4 1.1.2 相应控制策略
串联式混合动力汽车控制策略按控制性质可 分为两大类 :一类是被动型能量控制 , 一类是主动 型能量控制 。
被动型能量控制是在保证电池和发动机工作 于最佳工作区范围的条件下被动地满足车辆功率 需求的一种控制模式 , 这种控制模式以提高能量流 动效率为其主要目的 。主动型能量控制就是在注 重提高汽车系统内部能量流动效率的同时 , 再根据 行车环境主动减小车辆功率需求 。 1.1.2.1 开 关型 控制
并联混合动力汽车采用发动机和电动机两套 独立的驱动系统 , 发动机和电动机通常通过不同的 离合器来驱动车轮 , 既可以采用发动机单独驱动 , 也可以采用电动机单独驱动 , 或者两者混合驱动等 3种驱动模式 。 1.2.1 工作模式及其能量流动
由于并联混合动力汽车有两套驱动系统 , 且不 同的驱动系统有不同的工作效率区间 , 这就使得汽 车在不同的行驶工况下 , 具有多种不同的工作模式 及其能量流动 。 1.2.1.1 纯 蓄电 池模式
2007年 4月 王志杰 :浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略
13
1.1.1.3 混 合驱 动模式 当车处于启动 、加速 、爬坡的工况时 , 发动机 -
发电机和蓄电池共同向电动机提供电能 。能量流 动图如图 3所示 。
图3 1.1.1.4 发动机 —蓄电池模式
当车处低速 、滑行 、减速的工况时 , 则由蓄电池 组驱动电动机 , 由发动机 -发电机组 向电池组充 电 。能量流动图如图 4所示 。
该策略属于被动型能量控制 , 特征是发动机开 机后即恒定地工作于效率最高点 , 为使蓄电池组工 作于充放电性能良好的工作区 , 预先设定了其充电 状态 ＳＯＣ(Ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ)的最大值 ＳＯＣｍａｘ与最 小值 ＳＯＣｍｉｎ。控制逻辑为 :
1)蓄电池 ＳＯＣＳＯＣｍｉｎ时 , 发动机进入设定的 工作点 (例如最低油耗或最低排放 )工作 , 输出功 率的一部分满足车辆行驶功率需求 , 另一部分向蓄 电池充电 。
2)蓄电池 ＳＯＣＳＯＣｍａｘ时 , 发动机退出设定工 作点 , 停机或减速时 , 由蓄电池单独向电动机供电
驱动汽车 。 这种控制策略的优点是发动机的燃烧充分 , 排
放低 。缺点是蓄电池充放电频繁 , 加上发动机开关 时的动态损耗 , 使得系统总体的损失功率变大 , 能 量转换效率趋低 , 因而有可能抵消由发动机运行时 工作效率最高所带来的好处 。 1.1.2.2 功率跟随型控制
本文就混合动力汽车工作模式 、能量流动和控 制策略作了初步的论述 , 使人们对混合动力汽车技 术有一定了解 。
1 混合动力汽车技术
1.1 串联式混合动力汽车 串联式混合动力电动汽车由发动机 、发电机和
电动机三大主要部件总成组成 。 发动机仅仅用于 发电 , 发电机所发出的电能供给 电动机 , 电动机驱 动汽车行驶 。发电机发出的部分电能向电池充电 , 来延长混合动力电动汽车的行驶里程 。 另外电池 还可以单独向电动机提供 电能驱动电动汽车 , 使 混合动力电动汽车在零污染状态下行驶 。 1.1.1 工作模式及其能量流动 1.1.1.1 纯蓄电池模式
该策略也属于被动型能量控制 , 在这种控制策 略中由发动机全程跟踪车辆功率需求 。 只有在蓄 电池的 ＳＯＣＳＯＣｍａｘ时且仅由 蓄电池提 供的功率 能满足车辆需求时 , 发动机才停机或减速运行 。
这种策略的优点是蓄电池容量被减小到最小 程度 , 因而蓄电池重量相对开关式策略来说减轻了 许多 , 从而在很大程度上减小了汽车行驶阻力 ;此 外由于蓄电池充放电次数减少而使得系统内部损 失减少 。缺点是发动机必须在从低到高的较大负 荷区内运行 , 使得发动机效率和排放不如开关型控 制策略 。 1.1.2.3 动态规划法能量优化
现在的控制策略基本上是基于转矩或功率的 控制 。 目前已经提出的控制策略主要 可以分为 4 类 :基于规则的逻辑门限控制策略 ;瞬时优化控制 策略 ;智能控制策略 ;全局最优控制策略 。 1.2.2.1 基 于规 则的逻 辑门 限控 制
这类控制策略的主要思想是 :根据发动机的静 态效率曲线图 , 通过控制选定的几个变量 , 如车功 率需求 、加速信号 、电池等等 , 并根据预先设定的规 则 , 判断并选择混合动力系统的工模式 , 使车辆运 行在高效区 , 提高汽车的燃油经济性 。
混合动力汽车 (Ｈｙｂｒｉｄ-ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｅｌ, 缩写 ＨＥＶ)是将电动机与辅助动力单元组 合在一辆汽 车上做驱动力 , 辅助动力单元实际上是一台小型燃 料发动机或动力发电机组 。 混合动力汽车结合了 传统和电动驱动系统的特点 , 即明显减少汽车排放 和降低油耗 , 又有大的行程 。
控制策略是混合动力汽车的核心 , 它根据驾驶 员意图和行驶工况 , 协调各部件间的能量流动合理 进行动力分配 , 优化车载能源 , 提高整车经济性 , 适 当降低排放 , 并在不牺牲整车性能的况下 , 实现两 者之间的折中优化 。
最佳加速子控制策略 , 根据行车路线数据 (整 个路线速度曲线 , 站点 位置 , 实际车速等 )帮助驾 驶员发出当前工况下的最佳加速踏板请求 。 最佳 减速制动控制子策略仅根据车辆停车信息确定停 车前的速度 , 以使再生制动能量回收增加 。这个策
14
福建信息技术教育 2007年第 2期
该方法只能用于特定的驾驶循环 , 即必须预先 精确知道车辆的需求功 率 , 因而不 能用于在线控 制 , 常用于离线优化 , 以帮助总结和提炼出能用于 在线控制的能量管理策略 。 1.1.2.4 路线适应性控制
该策略也属于主动型能量控制 , 是基于车加减 速频繁 , 路线固定 , 启动 、停车时间己知的特点 , 在 能量管理的基本控制策略 (开关型或功率跟随型 策略 )基础上增加两个控制子策略 :最佳加速子控 制策略和最佳减速制动控制子策略 。
福建信息技术教育
Leabharlann Baidu
12
ＦｕｊｉａｎＥｄｕｃａｔｉｏｎｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 2007年第 2期
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略＊
王志杰
(福建信息职业技术学院 , 福州 350003)
图7 1.2.1.4 发动机驱动 +发电模式
当蓄电池荷电状态 ＳＯＣ值较低时 , 发动机可 以驱动启动电机对电池组充电 , 汽车正常运行工况 下当发动机输出功率大于车辆需求功率时 , 发动机 也可以驱动以发电状态工作的电动机向蓄电池充 电 。 能量流动图如图 8所示 。
图8 1.2.1.5 回馈制动模式
图 5为并联式混合动力汽车纯电动机模式时 能量流动图 。在汽车起步时 , 利用电动机低速大扭 矩的特性使车辆起步 ;在车辆低速运行时 , 可以避 免发动机工作在低效率和高排放的工作范围 , 高效 并且动态特性好的电动机可以单独驱动汽车低速 运行 。
图6 1.2.1.3 混合驱动模式
汽车在加速和爬坡时 , 发动机和电动机同时工 作 , 由电动机提供辅助功率使车辆加速和爬坡 。能 量流动图如图 7所示 。
规则的逻辑门限控制策略是基于工程师的经 验及静态的能耗图来制定的 , 由于它不考虑工况的 动态变化 , 因此它不是 最优的 。 为了 克服这些缺 点 , 人们又提出了一种新的控制策略 ———瞬时优化 控制策略 , 也叫实时控制策略 。 目前提出来的瞬时 控制策略主要有 :等效燃油消耗最少和功率损失最 小两种 。虽然这两种方法的出发点不同 , 但其原理 是一样的 。
0 前言
近几十年来 , 世界各国汽车工业都一直面对能 源安全与环境保护两大挑战 , 为此 , 各国政府纷纷 制定相应的对策 , 力图开发新一代的清洁节能型汽 车 。从上世纪 90年代开始 , 全球各大汽公司首先 把目光投放到电动汽车研究上 , 但由于车用蓄电池 的能量密度低 、质量较大 , 使得纯电动汽车的续驶 里程短且成本较高 , 很难实现市场化 , 而混合动力 汽车的出现正好解决了这一难题 。
瞬时优化控制策略可以综合考虑燃油消耗和 排放 , 它通过一组权值来描述各自的重要性 , 用户 可以根据自己的要求来设定这组权值 , 从而在燃油 消耗和排放之间获得折中 。比如 , 在排放法规比较 严格的地区 , 可以适当地提高排放的权值比重 , 放 弃一点燃油经济性 ;注重燃油消耗 , 但排放法规比 较宽松的地区 , 则可以适当提高燃油消耗的权值比 重。
当混合动力汽车负荷小 (空载 )时 , 由电池驱 动电动机带动车轮转动 , 此时的能量流动如图 1所 示。
图1 1.1.1.2 纯发动机模式
载荷比较大时 , 则由发动机带动发电机发电驱 动电动机带动车轮转动 。 此时的能量流动如图 2 所示 。
图2
＊ 收 稿日期 :2007 -1 -16 作 者简介 :王志杰 (1969— ), 男 , 福建福州人 , 讲师 , 研究方向 :混合动力汽车 。
图9 1.2.1.6 停车充电模式
起步前或停车后 , 如果电池 ＳＯＣ很低 , 可以进 行停车充电 , 能量流动图如图 10所示 。
2007年 4月 王志杰 :浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略
15
图 10 1.2.2 相应控制策略
早期的控制策略 , 由于技术的限制大多是基于 速度的控制 , 但由于控制参数单一 , 动态特性差 , 没 有充分利用混合动力系统的优势 , 通常整车的燃油 经济性不是最优 , 而且没有考虑排放等缺点 , 目前 已不采用 。
车辆减速和制动时 , 可以利用电动机的反拖作 用 , 一方面使车辆减速 , 同时电动机以发电状态工 作 , 回收部分制动能量 , 实现再生制动 。 能量流动 图如图 9所示 。
图5 1.2.1.2 纯 发动 机模式
汽车在高速稳定行驶的工况下 , 发动机工作在 高效和低排放工作区域 , 或者汽车行驶在郊外等对 排放状况要求不高的地区 , 可以用发动机单独驱动 汽车 。 并联式混合动力汽车纯发动机机模式时能 量流动图如图 6所示 。
略特别适合城市公交车 。 1.1.2.5 负 荷预 测型控 制
这种控制策略是在基本控制策 略 (开关型或 功率跟随型策 略 )的基 础上添加一个车辆负荷预 测器 。 预测器根据车辆运行工况预测车辆需要的 驱动功率 , 从而决定采用哪一种工作模式 。
该策略最大的特征是提供了一种根据在线所 预测的驱动功率参与系统能 量管理 , 达到油耗最 低 、排放最低的目的 , 可操作性强 。但由于所预测 的驱动功率是由己耗功率推测得到的 , 与车辆功率 的即时需求值仍会有较大偏差 。 1.2 并联式混合动力汽车